Sistemi di ottimizzazione dei flussi energetici Matteo Pozzi (Optit srl)

SMART GRID: dal dispositivo al sistema

Reazioni coordinate su piccoli gruppi di punti luce

Comportamenti definiti sull’intero sistema

Aumento della performance connesse alla capacità di reazione aumentata

Aumento delle performance connesse alla capacità di «prendere decisioni»

DISPOSITIVO SMART SISTEMA SMART

Reazioni evolute ad eventi Pianificazione sulla base di analisi sofisticate

Remotizzazione dell’intelligenza

Centralizzazione dell’intelligenza

L’approccio scientifico al decision management: la Operations Research

Sistemi (fisici, aziendali e/o istituzionali) che presentano problemi decisionali complessi:

• Grandi moli di dati da elaborare

• Tempi della decisione limitati

• Vincoli e condizioni di operatività articolati

• Obiettivi (tecnici o di business) in competizione tra loro

• Impatti economici significativi

Ambiti di applicazione

Come faccio a «prendere la decisione giusta» nei tempi tipici del problema di business? (DSS)

Riesco a rendere il «sistema» autonomo nel reagire a condizioni dinamiche? (automation)

Data analysis

Forecasting

Simulation

Optimisation

OPTIT: Soluzioni di ottimizzazione a portata di business

Spin-off accademico dell’Università di Bologna nella Ricerca Operativa,

proponiamo metodologie e soluzioni (Decision Support Systems) di

forecasting, data analysis, simulazione e ottimizzazione di sistemi complessi

OPERATIONS RESEARCH & MODELLING

IT SOLUTIONS DEVELOPMENT & DEPLOYMENT

BUSINESS ANALYSIS & CONSULTING

• Modellisti esperti nella di ricerca operativa e ottimizzazione

• Accesso preferenziale a gruppi accademici e professionisti di caratura internazionale

• Finalista all’Euro Excellence in Practice Award 2012 e 2013 e al Wagner Prize for Excellence in Operations Research Practice

• Professionisti informatici per sviluppi di standard industriale

• Framework e Toolkit di sviluppo avanzati (tecnologia J2EE)

• Esperienza di integrazione di tecnologie di mercato di ultima generazione

• Partnership con diverse aziende ICT

• Professionisti con oltre 10 anni di esperienza di management consulting per mettere il “business al centro”

• Project e change management d alto livello

• Flessibilità nelle modalità di deployment (service oriented)

• Partnership consolidate con importanti società di consulenza direzionale o specialistica

Alcune delle nostre soluzioni

Gestione ottimizzata delle risorse di una rete

di sportelli cliente

• Forecast afflussi

• Ottimizzazione pianificazione mensile

• Gestione giornaliera

Pianificazione ottimizzata dei servizi di

raccolta dei rifiuti

• Analisi configurazioni e frequenze di raccolta

• Dimensionamento e routing ottimizzato del servizio

Migliore qualità del servizio e aumento della performance

Razionalizzazione asset e riduzione costi del servizio

Alcune delle nostre soluzioni

Pianificazione dello sviluppo commerciale

ottimale di reti di teleriscaldamento

• Valutazione scenari ottimizzati di sviluppo compatibile con vincoli tecnici della rete

Pianificazione ottimizzata di impianti di

cogenerazione industriale (che

alimentano reti TLR)

• Forecasting domanda termica

• Scheduling ottimizzato motori, caldaie, serbatoi e pompe di calore

Allineamento obiettivi commerciali vs. area tecnica

Massimizzazione del margine di impianto

La modellazione dello Smart Park

• Rappresentazione di reti tecnologiche complesse

• Modellazione del sistema complesso con modalità logiche adeguate ad una adeguata semplificazione del problema

• Unità di produzione energia (FV, eolico)

• Unità di consumo di energia (utenze, illuminazione, …)

• Serbatoi di accumulo

• Connessioni connotate da coefficienti di dispersione

Rappresentazione del

sistema

Gestione di flussi

energetici complessi

• Minimizzare le dispersioni energetiche

• Massimizzare la vita media dei dispositivi di storage

• Minimizzare l’acquisto di energia elettrica (riduzione costi)

Gli obiettivi

La rappresentazione del sistema

Da una rappresentazione fisica puntuale…

… ad una rappresentazione logica semplificata:

N Zone …

… dotate di sistemi di Produzione, Carichi, Stoccaggi …

… con connessioni che rappresentano i fenomeni di dispersione

La modellazione dei flussi informativi

I modelli di gestione del sistema

Data Monitoring & Control (ongoing)

Comprende al suo interno la definizione delle regole di comportamento degli elementi della rete su cui inserire

vincoli di funzionamento (storage). Permette anche l’acquisizione dei dati caratteristici di funzionamento atti

ad alimentare gli strumenti di Supporto alle Decisioni.

Ottimizzatore (pianificazione giornaliera)

Componente decisionale che effettua previsioni sul comportamento della rete e di alcuni parametri ad essa

collegati (fattori metereologici, costi dell’energia, ecc.). In base a tali fattori viene stabilito il mix energetico ottimale in termini di cessione e prelievo dell’energia (es. quanta energia prelevare/cedere da rete nazionale e quanta da

accumulatori presenti nella smart grid).

SISTEMA DI

GESTIONE

DELLA RETE

• Consumi istantanei

• Dati previsionali

• Dati dei sensori di campo

• Costo dell’energia

• …

• Distribuzione energetica

(decisione dei punti di prelievo)

• Necessità di accumulo

• Ottimizzazione del fabbisogno

IN

OUT

Il modello di ottimizzazione

Configurazione sistema

Prev. meteo

• Irraggiamento

• Vento

• Temperatura

Serie storiche

• Dati meteo

• Carichi

• Produzioni

Forecasting:

• Produzione impianti FV

• Produzione impianti eolici

• Consumi utenze (dato statistico aggregato per zona/tipologia)

Ottimizzazione:

• Flussi ottimizzati tra zone per minimizzare:

• Dispersioni elettriche

• Acquisto energia da rete

nel rispetto dei vincoli di sistema e condizioni di operatività ottimale dei dispositivi di storage

Linee guida ottimizzate di

carico-scarico dei dispositivi di

storage

Valutazione costo del dispatching

I benefici del sistema

• Supporto analisi del network design

• Supporto analisi di investimento

• Simulazione flussi costo-beneficio

Modellazione

what if

• Pianificazione flussi energetici ottimizzata su orizzonte temporale giornaliero, con automazione del modello di ottimizzazione per la fornitura di logiche più sofisticate di dispatching dell’energia

Automatizzazione

della gestione

ottimizzata

• Dispatching dell’energia che regoli i flussi tra zone ed i rispettivi impianti, gestendo semplici regole di carico/scarico dei dispositivi di storage e monitorando i comportamenti nel tempo

Monitoraggio e

controllo dei flussi

energetici